(57)【要約】【課題】作製可能なフレキソ印刷版、反転印刷版の最大サイズは８００ｍｍ角程度であり、それ以上の大型基板への印刷は不可能である現状を打破する技術を提供する。【解決手段】少なくとも透明電極層と対向電極と有機発光層を含む有機発光媒体層からなり、両電極から有機発光層に電流を流すことにより有機発光層を発光させる有機ＥＬ素子の製造方法において、その製造工程中の有機発光層の形成工程を複数の領域に分割して印刷することにより形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。【選択図】    図１
2006344545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも透明電極層と対向電極と有機発光層を含む有機発光媒体層からなり、両電極から有機発光層に電流を流すことにより有機発光層を発光させる有機ＥＬ素子の製造方法において、その製造工程中の有機発光層の形成工程を複数の領域に分割して印刷することにより形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記印刷が、水現像により凸部を形成する水現像タイプの凸版により行うものであることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記分割された各領域の大きさが、５００ｍｍ角以下であることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法を用い、有機発光層が形成されたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光材料が高分子材料である有機ＥＬ素子の製造方法および有機ＥＬ素子に関し、特に凸版印刷法によって有機発光層を形成する有機ＥＬ素子および有機ＥＬディスプレイの製造方法および有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置（以下ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（以下ＦＰＤ）の製品開発が著しい。
【０００３】
特にＬＣＤでは、小型のビューファインダー、携帯、中型のノートＰＣ、モニター、大型のＴＶ等にて、広範囲のアプリケーションに適用されている。
【０００４】
ＬＣＤの生産面では、マザーガラスの大型化によるパネル多面取りにて生産効率の増強が進み、より低コストのＬＣＤパネルの供給が可能となっている．
ＬＣＤの生産当初は３００ｍｍ×３５０ｍｍ基板サイズであったが、今や１５００ｍｍ×１８００ｍｍ基板サイズの生産ラインが現実に稼動しており、この大型化による製造コストの削減がＬＣＤの市場拡大に大きく貢献しているのは言うまでもない。
【０００５】
かたや、ＬＣＤに変わるＦＰＤとして、有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬ）の技術開発が著しい。
【０００６】
有機ＥＬは自発光の表示素子であり、表示品位に優れた表示が得られる。
【０００７】
またＬＣＤが光源としてのバックライト、色彩表示の為のカラーフィルター、かつ偏光板や位相差板等の各種光学フィルムを必要とするのに対し、有機ＥＬはこれらの部材を一切必要としない。
【０００８】
部材の調達、コストの面でもＬＣＤより優位性があると考えられる。
【０００９】
有機ＥＬにおいてもＬＣＤと同様に、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下ＴＦＴ）でのアクティブマトリクス駆動を適用することにより、モニターやＴＶで要求される高密度高精細な表示が可能となる。
【００１０】
現状、ＬＣＤではアモルフアスシリコン（以下α−Ｓｉ）を半導体として用いるＴＦＴと、低温ポリシリコン（以下ＬＴＰＳ）を半導体として用いるＴＦＴとの２種類が量産化されている。
【００１１】
α−ＳｉＴＦＴの生産ラインは既に１５００ｍｍ×１８００ｍｍサイズのガラスを使用しており、大型化が難しいとされていたＬＴＰＳＴＦＴにおいても７３０ｍｍ×９２０ｍｍサイズのガラス基板が既に使用されている。
【００１２】
有機ＥＬのアクティブマトリクス駆動のＴＦＴは、α−ＳｉでもＬＴＰＳでもどちらでも可能である。その意味では、有機ＥＬ用のＴＦＴ生産ラインは、現状のＬＣＤ用ＴＦＴ生産ラインをそのまま転用使用することが可能である。
【００１３】
このことは、有機ＥＬの生産ライン構築においては現行ＴＦＴラインの転用にて新たな設備投資が不要となり、かつ大型化における新たな技術開発も不要となる。
【００１４】
よって、初期投資コストの大幅削減が可能である。
【００１５】
一方、有機ＥＬにおいては、低分子発光材料を昇華蒸着することで発光層を形成する方法が確立し、量産に到っている。
【００１６】
しかしながら、蒸着法はパターン化においてメタルマスクが必要となり、このメタルマスクの大型化対応が進まず、現状では５００ｍｍ角までが生産出来る最大サイズとなっている。
【００１７】
これに対し、最近では有機発光材料に高分子材料を用い、有機発光材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。薄膜形成するためのウェットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等があるが、高精細にパターニングしたりＲＧＢ３色に塗り分けしたりするためには、これらのウェットコーティング法では難しく、塗り分け、パターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。
【００１８】
さらに、各種印刷法のなかでも、有機ＥＬ素子やディスプレイでは、基板としてガラス基板を用いることが多いため、グラビア印刷法等のように金属製の印刷版等の硬い版を用いる方法は不向きであり、弾性を有するゴムブランケットを用いるオフセット印刷法や同じく弾性を有するゴム版や感光性樹脂版を用いる凸版印刷法が適正である。実際にこれらの印刷法による試みとして、オフセット印刷による方法（特許文献１）、凸版印刷による方法（特許文献２）などが提唱されている。
【００１９】
特許文献は以下の通りである。
【特許文献１】特開２００１-９３６６８号公報
【特許文献２】特開２００１-１５５８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
大型基板への高分子発光材料を用いた印刷法では、印刷版のサイズが問題になる。
【００２１】
現状、作製可能なフレキソ印刷版、反転印刷版の最大サイズは８００ｍｍ角程度であり、それ以上の大型基板への印刷は不可能となる。
【００２２】
また、モニター、ＴＶ等の高密度高精細のマトリクス表示を実現させる為には、下地電極基板（アクティブマトリクス駆動の場合はＴＦＴ基板）とのパターン位置整合の為、高い印刷精度が要求される。
【００２３】
現行のフレキソ印刷法、反転印刷法での印刷精度は、５００ｍｍ基板での基板両端間のトータルピッチ精度として±２０μｍである。
【００２４】
しかしながら基板サイズが大きくなるとこのトータルピッチ精度はより大きくなる。
【００２５】
有機ＥＬにてＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｒｒａｙ：６４０×４８０ドットのグラフィック画面）クラスのディスプレイを実現させる為には、パターンの整合精度として±２０μｍ必要となる。
【００２６】
よって、トータルピッチ精度の点から、印刷法にて適用出来る基板サイズはおのずと、５００ｍｍ角サイズ以下となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
請求項１に係る本願発明においては、少なくとも透明電極層と対向電極と有機発光層を含む有機発光媒体層からなり、両電極から有機発光層に電流を流すことにより有機発光層を発光させる有機ＥＬ素子の製造方法において、その製造工程中の有機発光層の形成工程を複数の領域に分割して印刷することにより形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００２８】
請求項２に係る本願発明においては、前記印刷が、水現像により凸部を形成する水現像タイプの凸版により行うものであることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００２９】
請求項３に係る本願発明においては、前記分割された各領域の大きさが、５００ｍｍ角以下であることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ素子の製造方法を提供するものである。
【００３０】
請求項４に係る本願発明においては、請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法を用い、有機発光層が形成されたことを特徴とする有機ＥＬ素子を提供するものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、フレキソ印刷法により有機ＥＬ素子を作製するため多面どり方法であり、版の縮み等による版の歪みの影響を与えることなく、有機ＥＬディスプレイ等の高精細な印刷を行うことが出きる。
【００３２】
請求項１に係る本発明では、現行のフレキソ印刷法、反転印刷法を用いるにもかかわらず、５００ｍｍ角サイズ以上の、トータルピッチ精度として±２０μｍ以下の有機ＥＬ素子の製造を、現行のフレキソ印刷法、反転印刷法を用いながらも適用可能になり、例えば、８００ｍｍ角サイズの様な有機ＥＬ素子の製造が可能になった。
【００３３】
請求項２に係る本発明では、請求項１記載の様な製造方法において、従来の印刷に用いるゴムブランケットはトルエンやキシレン等の芳香族有機溶剤によって膨潤や変形を起こしやすいという問題がある。オフセット印刷は、パターンが形成されている版にインキを付け、そのインキを弾性をもつブランケットに転移させ、さらにブランケットから印刷基材にインキを転写することで印刷する方式であるが、インキの転移を仲介するブランケットは弾性をもつことが要求され、一般にゴム製のものが使用される。使用されるゴムの種類はオレフィン系のゴムからシリコーン系のゴムまで多様であるが、いずれのゴムもトルエン、キシレンといった芳香族系有機溶剤に対して膨潤や変形が起こりやすい。
【００３４】
これに対し、水現像タイプの感光性樹脂版ではインキに対する耐性が乏しく、版が膨潤、変形してしまい、良質な印刷物が得られなくなってしまう問題を解決し、有機発光インキを構成する有機溶剤による樹脂凸版の膨潤、変形が低減され、パターン印刷することが可能となった。
【００３５】
請求項３に係る本発明では、具体的に伸縮性の材料を用いた印刷にもかかわらず材料の伸縮による歪みが生じない構成のトータルピッチ精度を維持可能な具体的な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することが可能になった。
【００３６】
請求項４に係る本発明では、具体的にトータルピッチ精度が高い、例えば±２０μｍ以下の有機ＥＬ素子を提供することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。なお、本発明はこれに限るものではない。
【００３８】
少なくとも透明電極層と対向電極と有機発光層を含む有機発光媒体層からなり、両電極から有機発光層に電流を流すことにより有機発光層を発光させる有機ＥＬ素子の製造方法において、その製造工程中の有機発光層の形成工程を複数の領域に分割して印刷することにより形成する。
【００３９】
具体的には、多面取り（例えば４８面取り）用のガラス基板である透光性基板１にフォトリソでエッチングするなどの方法でＩＴＯラインを各面に配する様に全面にパターン状に設け、透明電極層とした。なお、基板はガラス基板が一般的であるが、金属基板、樹脂基板でも構わない。
【００４０】
その後、ＩＴＯ端部をカバーするよう絶縁性レジストをフォトリソ法等の手段でパターン状に設けた。透明電極としては例えばインジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）膜が挙げられる。
【００４１】
続いて洗浄を行った後、正孔輸送層を形成した。例えばポリアニリン（ＰＡＮＩ）、３，４-ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）が挙げられる。透明電極の形成方法、正孔輸送層の形成方法としては各種塗工方法が用いられるが、透明電極の形成方法としてはドライプロセスのひとつであるスパッタ法、正孔輸送層の形成方法としてはウエットプロセスのひとつであるスピンコート法が用いられる。
【００４２】
続いて、有機発光層を凸版印刷法を用いて領域分割して各領域毎に設けた。この場合、各領域は各領域がトータルピッチ精度を維持できる限界の大きさ以下の大きさに分割し、位置合わせして各領域毎に印刷した。次に、必要に応じて各画素に対応する様にＲＧＢのパターン形成を行った。勿論、単色の場合はこの工程は必要ではない。また、このＲＧＢの各色の形成方法も何等問うものではないが、有機発光層と同様な印刷法で形成しても良い。この場合、トータルピッチ精度が同じであるので、各色の印刷も有機発光層と同様に領域分割して順次形成することとなる。次いで、陰極層をマスク蒸着（必要に応じて分割蒸着）することでパターンで形成して、有機ＥＬ素子を作製した。
【００４３】
この場合、領域間の位置合わせが必要であるので、アライメントマークを事前に形成し、このアライメントマークを用いて位置合わせして印刷を行う。
【００４４】
なお、本発明における凸版は各種のものが用いられるが、膨潤や変形を防止するために水現像タイプの感光性樹脂のものが考えられる。例えば、親水性のポリマーと不飽和結合を含むモノマーと光重合開始材を構成要素とするタイプが挙げられる。このタイプでは親水性ポリマーとしてポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体が挙げられる。また、不飽和結合を含むモノマーとしては例えばビニル結合を有するメタクリレート類が挙げられ、光重合開始剤としては例えば芳香族カルボニル化合物が挙げられる。中でも、印刷適性の面からポリアミド系の水現像タイプの感光性樹脂が好適である。
【００４５】
水現像タイプの感光性樹脂は親水性成分を多く含むが、いわいる一般印刷に使われるインキは水、アルコール系であることが多く、水現像タイプの感光性樹脂版は親水性が高いために印刷時に版が膨潤、変形してしまうため、親水性と疎水性のバランスをとる難しさ
があった。しかし、本発明では有機発光インキは有機溶剤からなるため、親水性が高い方が有機溶剤に対する親和性が低く、インキ耐性が高くなるため好ましく、現像適性とインキ耐性の両立が容易である。
【００４６】
トルエンの溶解度パラメータ（以下、ＳＰ値）は８．９であり、キシレンのＳＰ値は８．８である。対して、ポリアミド（ナイロン）のＳＰ値は１３．６、ポリビニルアルコールのＳＰ値は１２．６、セルロースのＳＰ値は１５．７であり、トルエン、キシレンのＳＰ値と十分に離れていることから、これらの親水性ポリマーからなる水現像タイプの感光性樹脂はトルエン、キシレンに対して十分な耐性を持っていることが分かる。
【００４７】
この場合の樹脂凸版は、トルエンまたはキシレンに２４時間浸漬したときの膨張率は５％以下となる。したがって、凸版印刷法にて長時間連続で有機発光層の印刷を行なった際に、樹脂凸版の膨潤や変形が低減され、所望のパターンを得ることができる。
【００４８】
樹脂凸版は基材とあわせ版材となり、版材は凸版印刷時に版銅にマウントされる。基材としてはポリエステルシート、スチール板、アルミ板が挙げられる。
【００４９】
また、有機発光層に用いられる有機発光材料としては低分子型の有機発光材料と高分子型の有機発光材料に分けられるが、低分子型の有機発光材料は蒸着法といった真空プロセスによって形成されることが多く、本発明では高分子型の有機発光材料が好適である。例えば、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’-ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’-ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系等の発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレンといった高分子材料が挙げられる。
【００５０】
有機発光材料を溶解分解させる有機溶剤としてはトルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でも、トルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶剤が有機発光材料の溶解性の面から好適である。なお、有機発光インキには印刷適性を向上させるために各種添加剤を加えても良い。
【００５１】
また、この印刷方法としては有機発光層を形成するための被印刷基板は、基板の上に透明電極が形成されており、その上に高分子の正孔輸送層が形成されている状態に、凸版印刷装置の概略図に示した図６に示すように、有機発光材料からなる有機発光インキを、透明電極及び正孔輸送層が形成された基板上にパターン印刷する。
【００５２】
本製造装置はインクタンク１０とインキチャンバー１２とアニロックスロール１４と各領域に対応した凸版が設けられた版材１６がマウントされた版銅１８を有している。この場合、各領域が同じ大きさで同じパターンの場合、同じ凸版を用いて位置を変えることで順次印刷をおこなっていく方式でも構わないことは当然である。
【００５３】
インクタンク１０には、溶剤で希釈された有機発光材料インキが収容されており、インキチャンバー１２にはインクタンク１０より有機発光材料インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール１４はインキチャンバー１２のインキ供給部に接して回転可能に支持されている。
【００５４】
アニロックスロール１４の回転に伴い、アニロックスロール表面に供給された有機発光インキのインキ層１４ａは均一な膜厚に形成される。このインキ層のインキはアニロックスロールに近接して回転駆動される版胴１８にマウントされた版材１６の凸部に転移する
。平台２０には、透明電極および正孔輸送層が形成された基板が版材１６の凸部による印刷位置にまで図示していない搬送手段によって搬送されるようになっている。そして、版材１６の凸部にあるインキは被印刷基板に対してある領域の印刷がされる。
【００５５】
次の領域の印刷の場合、位置合わせを基板上に形成されたアライメントマークをＣＣＤカメラで読み込み、モニター上のマーカと合わせ込むことで次の領域の印刷開始前の状態にして、再び同様に印刷を行う。
【００５６】
これを領域数だけ位置合わせと印刷を繰り返すことで、基板上に有機発光層がパターン形成され、さらにその上に蒸着法により、金属薄膜からなるＡｌ等の陰極がパターン形成される。これらの有機ＥＬ素子は、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップで密閉封止され、有機ＥＬディスプレイとなる。
【実施例１】
【００５７】
以下、本発明における有機ＥＬ用塗布液を用いて、パッシブ駆動型有機ＥＬ素子を作製した一例を図に従って説明する。
【００５８】
図１に示すように、５５０ｍｍ×６５０ｍｍのガラス基板に６４ＲＧＢ×６４のディスプレイを４８面どりする。各ディスプレイは図２の様な透明導電層を設け、さらに陰極層を設け、図５に示すような断面図とする場合で以下説明する。
【００５９】
まず透光性基板１に２００μｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝１６０／４０）のＩＴＯラインを厚さ１５０ｎｍで１９２本設け、を透明導電層２として設けた。その後、ＩＴＯ端部をカバーするためと隔壁を兼ねる意味で絶縁性レジスト６を最厚部で１．２μｍとなる高さでフォトリソ法で設けた。続いて、ＵＶ／Ｏ3洗浄を行った後、下記化１で表されるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳという）の１ｗｔ％水分散溶液、スリットコート法を用いて厚み８０ｎｍで塗布して正孔輸送層３を形成した。
【００６０】
続いて、蛍光体層４として、下記化２で表される高分子発光材料ＭＥＨ−ＰＰＶをシクロヘキシルベンゼン溶液に１．３ｗｔ％で溶解し、さらにポリスチレン（分子量Ｍｗ１００００００、アルドリッチ社製）を０．２６ｗｔ％で溶解した。このインキを凸版印刷法を用いて膜厚８０ｎｍで図４のような、版面２１にディスプレイラインパターン２２とアライメントマーク２３が設けられている１２面取りの版を用いてパターン形成し、それを基板の中で４ヶ所の領域毎に、ＲＢＧをラインで塗り分けた。
【００６１】
次いで、陰極層５としてＭｇＡｇを２元共蒸着により２００ｎｍの厚みで図４のようなパターンをマスク蒸着することで形成して、パッシブ駆動型の有機ＥＬ素子を作製した。
【００６２】
【化１】
2006344545.tif 000003
【００６３】
【化２】
2006344545.tif 000004
得られたパッシブ駆動型有機ＥＬ素子は、リーク電流が無く選択した画素のみを点灯でき、５Ｖで１００ｃｄ／ｍ2の均一な発光を示した。
【実施例２】
【００６４】
<比較例１>
上記実施例の版を５５０×６５０ｍｍ基板に一度に印刷できる大きさにした（５７０×６７０ｍｍ）ところ、基板周辺部に位置するディスプレイが、版の縮みにより、形成した発光層のラインが電極上からずれてしまった。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、有機発光材料が高分子材料である有機ＥＬ素子の製造方法に利用可能であり、特に凸版印刷法によって有機発光層を形成する有機ＥＬ素子の製造方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に用いる印刷の領域を分割する場合を示す概要平面図である。
【図２】本発明の個々のディスプレイの透明導電層を設けた状態の概要平面図である。
【図３】本発明の個々のディスプレイの陰極層を設けた状態の概要平面図である。
【図４】本発明の印刷工程で用いる版の平面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子の製造工程のうち有機発光材料の印刷までの工程を示す概念平面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ素子の概念平面図である。要平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１：透光性基板
２：透明導電層
３：正孔輸送層
４：蛍光体層
５：陰極層
６：絶縁性レジスト
１０：インクタンク
１２：インキチャンバー
１４：アニロックスロール
１４ａ：インキ層
１６：版材
１８：版銅
２０：平台
２２：レーザー照射装置
２４：被印刷基板
３０：個々のディスプレイ
３１：画素部
３２：ディスプレイラインパターン
３３：アライメントマーク
３４：配線接続領域
３５：陰極層
【図１】
2006344545.tif 000005
【図２】
2006344545.tif 000006
【図３】
2006344545.tif 000007
【図４】
2006344545.tif 000008
【図５】
2006344545.tif 000009
【図６】
2006344545.tif 000010